地外生命寻踪

　　地球之外是否还有生命？若有，他们在哪儿？是否具备了同人类相当，甚至更高的智能？有朝一日，我们能否与他们建立联系？古往今来，人类对地外生命的思考与探索从未停息。本书深入浅出地介绍了科学家们对这些问题的不断认知，以地球生命为模板，生动介绍了人类探寻地外生命的方法及历程，并在最后对未来中国深空探测提出更高的期许。尽管地外生命的众多问题至今仍无答案，但通过人类的不断努力，答案已离我们越来越近，让我们翘首以盼。

　　欧阳自远：天体化学与地球化学家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，国际宇航科学院院士。1960 年中国科学院地质研究所研究生毕业，现任中国科学院地球化学研究所研究员、国家天文台高级顾问。长期从事各类地外物质、月球科学、比较行星学和天体化学研究，取得一系列创新性成果，是我国天体化学学科的开创者。近20 多年来，主要从事中国月球探测与太阳系探测的科学目标与载荷配置研究，是中国绕月探测工程的首任首席科学家，现为月球探测领导小组高级顾问。曾获国家科学大会奖、中科院及国家自然科学奖、国家科技进步奖特等奖、国防科技进步奖特等奖、全国先进工作者等奖项。

　　王乔琦：毕业于南京大学天文系，译著有《发现天王星》《万物发明指南》《物理世界的数学奇迹》等。

引言 / 001

第1章 地外生命是否存在 / 007

1.1 外星人的传说 / 007

1.2 生命是什么 / 011

1.3 生命存在的条件与宜居带 / 016

1.4 地球“得天独厚”的条件 / 021

1.5 地球生命来自何方 / 036

第2章 如何探索地外生命 / 046

2.1 探索地外生命的常用手段 / 046

2.2 太阳系探测概况 / 053

2.3 跌宕起伏的火星探测 / 060

2.4 矮行星、小行星和彗星 / 081

2.5 巨行星卫星 / 086

2.6 寻找太阳系外的宜居行星 / 103

第3章 迈向广袤的太空 / 108

3.1 改造月球 / 110

3.2 再造一个地球——火星的长期改造 / 111

3.3 建造轨道空间站 / 114

3.4 我国深空探测的简要轮廓 / 117

结语 / 125

拓展阅读 / 127

图片来源 / 129

前言/序言

　　2014年3月 ，美 国 国 家 航 空 航 天 局（NASA）的开普勒空间望远镜在天鹅座发现了一颗行星，围绕着一颗红矮星公转，该行星被命名为开普勒186f。开普勒186f距离地球约500光年，位于开普勒 186 行星系的宜居带中，直径约为地球的1.1倍，不仅大小与地球相似，而且与所环绕的母恒星的距离也不远不近，使其地表有可能存在液态水。这颗行星的各种特性，使其可能拥有与地球相似的特征，甚至有可能孕育生命！

　　2019年7月，NASA 宣布凌日系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satel?lite，简称TESS）发现了73光年外的3颗太阳系外行星，大小介于地球和海王星之间。新发现的这3颗行星围绕太阳附近的同一颗恒星旋转，科学家将这一系统命名为“TOI 270”。其中岩质行星 TOI 270b 比地球大 25%，距离母恒星TOI 270 较近，表面温度高；TOI 270c 和 TOI 270d 主要由气体构成，体积分别是地球的2.4倍和2.1倍。这3颗系外行星中距离母恒星最远的TOI 270d平均温度约66 ℃，这意味着其有可能孕育某种类型的生命。而且，科学家认为TOI 270系统中可能存在比TOI 270d轨道更远、处在宜居带之内的岩质行星。这一发现，令人激动不已！人类为何要锲而不舍地寻找系外行星？这也许源自我们灵魂深处的３个“终极问题”：

　　第一，我们从哪里来？

　　第二，我们是宇宙中孤独的文明吗？

　　第三，地球资源枯竭后，我们要到哪里去？

　　“人类在宇宙中是否孤独”是最古老的哲学问题之一。自人类仰望星空的那一刻起，“浩瀚宇宙中是否还有别的地方存在生命”这个问题就出现了。2005年，《科学》（Science）创刊125周年之际，提出了125个最具挑战性的问题，“地球人类在宇宙中是否独一无二”就是其中的第11个问题。地球之外是否还有生命？若有，这些生命是否具备了同人类相当，甚至更高的智能？有朝一日，我们能否与他们建立联系？这个贯穿人类历史的问题至今仍没有答案，但凭着我们这些地球生物的努力，答案离我们越来越近。

　　迄今为止，科学家已经发现了4000余颗系外行星。通过对不同类型系外行星的气候模拟，表明某些环绕遥远恒星的系外行星可能存在种类和数量均超过地球的生命。也就是说，这种行星的生物圈要比地球更为丰富多彩，而地外智慧生命也许就存在于其中的某颗行星上。